一种可接收多种无线信号的应急接收系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可接收多种无线信号的应急接收系统。包括外置天线、中频/射频信号处理设备、分布式A/D/A转换设备、调制方式识别设备、控制设备、基带信号处理设备和GPS设备。本发明系统可以多频段信号接收，对宽带信号进行分布式的A/D、D/A转换，可解调多种调制方式的信号，提高了系统接收处理不同信号的能力。
【专利说明】一种可接收多种无线信号的应急接收系统
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及无线电通信【技术领域】，特别涉及到在突发状况下的一种可实现对不同种类无线信号接收的应急接收系统。
【背景技术】
[0002]无线接收系统主要由接收天线，滤波处理设备，数模、模数转换器，解调器，和译码器等组成。对于现有的无线接收系统，主要是接收单一的无线信号，当前，由于业务服务的丰富多样化，要求终端的功能越来越多；因此，多模终端和软件无线电成为接收系统的发展趋势。
[0003]随着模数转换器(ADC)在宽带无线接收系统中不断向天线端靠近，对其分辨率和转换速率的要求也越来越高。对宽带高频信号的转换处理，要求性能更高的模数转换器。本发明提供了一种解决方法，采用分布式并行ADC，以提高对多频段，高宽带信号的处理速率；本发明还提供了一种天线集的设计方法，通过控制设备和天线内嵌的自适应算法，扩大了天线的接收频率范围；在对调制信号进行解调处理时，使用调制方式识别器，形成逻辑上的多解调器，对不同的调制信号解调。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可接收多种无线信号的应急接收系统，包括:系统由外置天线，中频/射频信号处理，分布式A/D/A转换器，GPS设备，调制方式识别设备，控制设备和基带信号处理设备构成。系统可以接收多频段的无线信号，对多种不同调制方式的信号进行解调处理，输出相关的音频，视频等其他格式的数据信息。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:一种可接收多种无线信号的应急接收系统，包括外置天线、中频/射频信号处理设备、分布式A/D/A转换设备、调制方式识别设备、控制设备、基带信号处理设备和GPS设备；外置天线与中频/射频信号处理设备相连，外置天线将捕获的无线信号输入到中频/射频信号处理设备进行滤波处理；分布式A/D/A转换设备与中频/射频信号处理设备连接，无线信号通过中频/射频信号处理设备滤波处理后，由分布式A/D/A转换设备进行模数、数模转换；无线信号经过模数、数模转换后，进入与分布式A/D/A转换设备相连的调制方式识别设备，通过调制方式识别设备根据已调信号的特征属性识别无线信号的调制方式；调制方式识别设备与各种解调器相连接；控制设备与外置天线、分布式A/D/A转换设备和调制方式识别设备相连，控制设备根据调制方式选择相应的解调器解调无线信号，分别控制天线的接收频段和宽带信号的分布并行转换；基带信号处理设备与各解调器相连接，将解调出的无线信号转换成音频、视频或其他格式的数据信号；系统GPS设备独立于其他设备。
[0006]本发明可接收多种无线信号的应急接收系统，外置天线为多频段天线，由多个天线子集组成。
[0007]本发明可接收多种无线信号的应急接收系统，将无线信号调制到不同的频率段、采用不同的调制方式。
[0008]所述分布式A/D/A转换设备将高频宽带信号进行分割过滤处理，分别进行快速数模、模数转换。
[0009]所述控制设备对采用不同调制方式的无线信号进行解调，方法如下:
(1)调制方式识别设备通过获取信号的特征属性的分量和决策算法来选择最佳的解调方法；
(2)设f(t)为调制信号,载波为CJ+ Θ d，标准调幅信号S(t) = [ A0+f (t)]cos (Cocit+ θ0),其中A0为未调载波的振幅；Otl载波角频率；Θ ^为载波初始相位；根据调制算法，定义调制信号的瞬时幅度A(t)，由调制信号的复包络m(t)，得出调制信号的瞬时幅度A(t);通过特征函数T(t) =A(t)来判断其调制方式。
[0010]所述GPS设备 用以锁定应用该系统的装备所处的物理位置。
[0011]所述解调器为对ASK、PSK、QAM和OFDM调制方式的解调器。
[0012]所述控制设备内置DSP芯片。
[0013]本发明与现有技术相比，其显著优点:(1)多频段信号接收，扩大了天线的接收频率范围，覆盖了更宽的接收频率范围。(2)分布式A/D、D/A转换，对宽带信号进行分布式的A/D、D/A转换。(3)可解调多种调制方式的信号，根据调制方式采取不同的解调方法，提高了系统接收处理不同信号的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明可接收多种载波信号的无线应急接收系统的系统结构图。
[0015]图2是OFDM解调器示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0017]一种有多种天线组合成的天线集，与系统控制设备连接，通过控制设备开启或关闭相应的子天线，扩大接收天线的频谱覆盖。
[0018]一种分布式并行A/D，D/A转换器，天线捕获到无线信号后，经过滤波处理后，获得高频信号；将高频宽带信号进行分割过滤处理，分别进行快速数模，模数转换，提高了对快带信号的转换处理速率。
[0019]系统增加了一个调制方式识别设备，能够识别不同种类的信号调制方式，假设f(t)为调制信号，载波为cakVoMo^t+e。)，那么标准调幅信号s(t) = [ A0+f(t)]cos(?0t+e0),其中Atl为未调载波的振幅；COtl载波角频率；Qtl为载波初始相位。根据调制算法，定义调制信号的瞬时幅度A(t)，由调制信号的复包络m(t)，得出调制信号的瞬时幅度A(t)。通过特征函数T(t) =A(t)来判断其调制方式。若是调频信号，则其特征函数为瞬时频率F(t);若是调相信号，则其特征函数为瞬时相位Θ (t)。
[0020]系统内置了多种解调器，如图1所示，调制方式识别设备判别出信号的调制方式后，将调制信号输送至相应的调制器，这些调制器构成了逻辑上的并行解调系统。
[0021]系统的控制设备，由DSP芯片和FPGA芯片等组成，由控制算法分别实现对天线集的调节；对分布式并行A/D，D/A转换器同步调节；同时和调制方式识别设备对解调方式的进行协调调度。
[0022]系统基带信号处理设备把调制后的信号进行处理，转换成相应的音频，视频或其他格式的数据信号。
[0023]系统还可通过开启GPS设备，从而准确锁定应用该系统的装备所处的物理位置，这里本发明使用经纬度来标识装备的物理位置。并且，不需要时关闭定位功能。
[0024]外置天线不是一个单一的天线，而是一个天线集，
(I)天线通过加载的自适应算法，提高信噪比，抑制信道的干扰，从而扩大了天线的接收频率范围。
[0025](2)系统控制设备不仅可以控制改变天线的旋转，角度，还可以开/关天线集中的各个天线子集。
[0026](3)各个天线子集的开启/关闭状态可以改变接收信号的频段。
[0027]下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0028]本发明一种可接收多种无线信号的应急接收系统，如图1所示，包括:
系统的外置天线集，用于搜索捕获当前系统所处环境的无线信号情况。应用于应急车的该系统天线，可伸展至高空数十到几十米，通过控制设备对天线集进行调整以达到最佳的接收状态；当应急车执行搜索信息任务时，首先，展开系统的接收天线集，调整其高度和接收角度，频段与天线集的映射关系开启相应频段对应的接收子天线。
[0029]一种分布式并行A/D，D/A转换器，天线捕获到无线信号后，经过滤波处理后，获得高频信号；将高频宽带信号进行分割过滤处理，分别进行快速数模，模数转换。
[0030]系统增加了一个调制方式识别设备，能够识别不同种类的信号调制方式，假设f(t)为调制信号，载波为cakVoMo^t+e。)，那么标准调幅信号s(t) = [ A0+f(t)]cos(?0t+e0),其中Atl为未调载波的振幅；COtl载波角频率；Qtl为载波初始相位。根据调制算法，定义调制信号的瞬时幅度A(t)，由调制信号的复包络m(t)，得出调制信号的瞬时幅度A(t)。通过特征函数T(t) =A(t)来判断其调制方式。若是调频信号，则其特征函数为瞬时频率F(t);若是调相信号，则其特征函数为瞬时相位Θ (t)。
[0031]如图1所示，调制方式识别设备判别出信号的调制方式后，将调制信号输送至相应的调制器，这些调制器构成了逻辑上的并行解调系统。如图2，给出了 MQAM解调器的结构图，两路基带信号经过门限电平的判决器抽样判决后，分别恢复二进制序列，最后经过串并转换器两路二进制序列合并。
[0032]系统基带信号处理设备把调制后的信号进行处理，转换成相应的音频，视频或其他格式的数据信号。 [0033]系统还可通过开启GPS设备，从而准确锁定应用该系统的装备所处的物理位置，以便于和其他应急车进行协调工作。当然，不需要时关闭定位功能。
【权利要求】
1.一种可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:包括外置天线、中频/射频信号处理设备、分布式A/D/A转换设备、调制方式识别设备、控制设备、基带信号处理设备和GPS设备； 外置天线与中频/射频信号处理设备相连，外置天线将捕获的无线信号输入到中频/射频信号处理设备进行滤波处理；分布式A/D/A转换设备与中频/射频信号处理设备连接，无线信号通过中频/射频信号处理设备滤波处理后，由分布式A/D/A转换设备进行模数、数模转换；无线信号经过模数、数模转换后，进入与分布式A/D/A转换设备相连的调制方式识别设备，通过调制方式识别设备根据已调信号的特征属性识别无线信号的调制方式；调制方式识别设备与各种解调器相连接；控制设备与外置天线、分布式A/D/A转换设备和调制方式识别设备相连，控制设备根据调制方式选择相应的解调器解调无线信号，分别控制天线的接收频段和宽带信号的分布并行转换；基带信号处理设备与各解调器相连接，将解调出的无线信号转换成音频、视频或其他格式的数据信号；系统GPS设备独立于其他设备。
2.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:外置天线为多频段天线，由多个天线子集组成。
3.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:将无线信号调制到不同的频率段、采用不同的调制方式。
4.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:所述分布式A/D/A转换设备将高频宽带信号进行分割过滤处理，分别进行快速数模、模数转换。
5.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于，所述控制设备对采用不同调制方式的无线信号进行解调，方法如下: (1)调制方式识别设备通过获取信号的特征属性的分量和决策算法来选择最佳的解调方法； (2)设f(t)为调制信号,载波为CJ+ Θ d，标准调幅信号S(t) = [ A0+f (t)]cos (Cocit+ θ0),其中A0为未调载波的振幅；Otl载波角频率；Θ ^为载波初始相位；根据调制算法，定义调制信号的瞬时幅度A(t)，由调制信号的复包络m(t)，得出调制信号的瞬时幅度A(t);通过特征函数T(t) =A(t)来判断其调制方式。
6.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:所述GPS设备用以锁定应用该系统的装备所处的物理位置。
7.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:所述解调器为对ASK、PSK、QAM和OFDM调制方式的解调器。
8.如权利要求1所述的可接收多种无线信号的应急接收系统，其特征在于:所述控制设备内置DSP芯片。
【文档编号】H04B1/16GK103986485SQ201310050580
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2013年2月8日
【发明者】李千目, 陈守国, 侯君, 王赓, 张宏 申请人:南京理工大学连云港研究院